Trenutno je pomemben del raziskav o planetologiji sončnega sistema posvečen satelitom orjaških planetov. Zanimanje zanje se je povečalo na prelomu sedemdesetih in osemdesetih let, potem ko so že prve slike iz vesoljskega plovila Voyager znanstvenikom razkrile neverjetno raznolikost in kompleksnost teh oddaljenih svetov. Eden od obetavnih predmetov študija je največji satelit Jupitra - Ganimed.
Sistem Jupiter na kratko
Ko že govorimo o satelitih, praviloma ne upoštevajo razlike v številu majhnih objektov, ki sestavljajo obročne sisteme - ogromnih na Saturnu in veliko bolj skromnih na Jupitru. Glede na to ima največji planet v sončnem sistemu tudi najštevilčnejše, po sodobnih podatkih, spremstvo.
Število znanih satelitov se nenehno povečuje. Tako je bilo do leta 2017 znano, da ima Jupiter 67 satelitov, od katerih so največji primerljivi s planeti, inmajhne so velike približno kilometer. V začetku leta 2019 je število odprtih satelitov doseglo že 79.
galilejski sateliti
Štiri največja telesa, poleg samega planeta, v sistemu Jupiter je leta 1610 odkril Galileo Galilei. V njegovo čast so prejeli svoje skupno ime. Največji sateliti Jupitra so poimenovani po ljubljenem vrhovnega božanstva grško-rimskega panteona: Io, Evropa, Ganimed in Kalisto. Z majhnim teleskopom ali daljnogledom jih je enostavno videti. Vsak od teh satelitov je zelo zanimiv za planetarne znanstvenike.
Io - najbližji planetu - je izjemen po tem, da je najbolj aktiven objekt v sončnem sistemu. Zaradi plimskega vpliva Jupitra, pa tudi Evrope in Ganimeda, na Io deluje več kot štiristo vulkanov. Celotna površina satelita, ki je v premeru nekoliko večja od Lune, je prekrita z emisijami žvepla in njegovih spojin.
Evropa je drugi največji satelit, nekoliko manjši od Lune. Pokrit je z ledeno skorjo, ki jo prečkajo prelomi in razpoke. Pod to skorjo so znaki oceana tekoče vode. Evropa je eden izmed najboljših kandidatov za iskanje nezemeljskega življenja.
Tretja največja luna je Ganimed. Njegove značilnosti bodo podrobneje obravnavane spodaj.
Callisto je Galilejev satelit, ki je najbolj oddaljen od Jupitra. Po premeru je zelo blizu planetu Merkur. Površina Callista je izjemno starodavna, za katero je značilno veliko število udarnih kraterjev, kar kažeo odsotnosti geološke dejavnosti. Nekateri modeli strukture dovoljujejo obstoj tekočega oceana pod površjem Callista.
Spodnja fotografija prikazuje največje Jupitrove lune po vrstnem redu oddaljenosti od njega in v primerjavi z velikostjo Zemlje in Lune.
Ganymede: velikost in orbita
Premer Ganimeda je 5268 km, kar je skoraj 400 km več kot premer Merkurja. To ni le največja Jupitrova luna, ampak tudi največja in najbolj masivna luna v sončnem sistemu. Ganimed je poldrugikrat večji in dvakrat večji od Lune.
Satelit je od Jupitra oddaljen nekaj več kot milijon kilometrov in se giblje po skoraj krožni orbiti in naredi popoln obrat v 7,15 zemeljskih dneh. Ganimedova lastna rotacija poteka v sinhronizaciji z revolucijo okoli planeta, tako da se vedno obrne proti Jupitru z isto poloblo – tako kot Luna proti Zemlji.
Sestava in struktura satelita
Poleg kamnin in železa vsebuje Ganimed veliko vode (predvsem v obliki ledu) s primesjo hlapnih snovi, kot je amoniak. Podatki spektralne analize kažejo tudi na prisotnost ogljikovega dioksida, žveplovih spojin in verjetno organskih snovi v obliki mešanice (t. i. tolinov) na njeni površini.
Model Ganimedove strukture temelji na rezultatih preučevanja značilnosti njegove rotacije in magnetnega polja. Predpostavlja se, da je satelit sestavljen iz naslednjih izrazitih plasti:
- jedro, obogateno z železom;
- silikatni notranji plašč;
- zunanji pretežno ledeni plašč;
- podzemni slani ocean, prepleten z ledom;
- lubje kompleksne sestave in strukture.
površinske značilnosti
Podobe največjega satelita planeta Jupiter, pridobljene med misijami Voyager in predvsem Galileo, prikazujejo raznolikost in kompleksno strukturo površja. Približno tretjino površine Ganimeda zasedajo temna, na videz starodavna območja z velikim številom kraterjev. Lažja področja so nekoliko mlajša, saj je tam bistveno manj udarnih formacij. Imajo razbrazdast značaj, pokriti s številnimi razpokami in grebeni.
Ta lahka nagubana območja naj bi bila posledica preteklih tektonskih dejavnosti. Verjetno so ti procesi posledica številnih dejavnikov. Najprej se je med gravitacijsko diferenciacijo notranjosti satelita ter nastajanjem njegovega jedra in drugih plasti sproščala toplota in površina je bila deformirana. Poleg tega je treba upoštevati učinek plimskih sil med nestabilnostjo orbit v zgodnjem sistemu Jupitra.
Največja luna velikanskega planeta ima šibke polarne kape, za katere se domneva, da jih tvorijo delci vodne zmrzali.
Tanka atmosfera Ganimeda
S pomočjo vesoljskega teleskopa Hubble so v bližini Ganimeda odkrili izjemno redko plinasto ovojnico molekularnega kisika. Njegova prisotnost je najverjetneje povezana z disociacijomolekule vode v površinskem ledu pod vplivom kozmičnega sevanja. Poleg tega je bil v ozračju Ganimeda odkrit atomski vodik.
Koncentracija delcev v tej šibki atmosferi je na stotine milijonov molekul na kubični centimeter. To pomeni, da je tlak na površini Ganimeda lahko desetinke mikropaskala, kar je bilijonkrat manj kot na Zemlji.
Magnetno polje in magnetosfera
Kot rezultat meritev, ki jih je opravila postaja Galileo, se je izkazalo, da ima največji Jupitrov satelit svoje precej močno magnetno polje. Vrednost njegove indukcije se giblje od 720 do 1440 nT (za primerjavo, za Zemljo je 25–65 µT, torej v povprečju 40-krat več). Prisotnost magnetnega polja je služila kot resen argument v prid modela, po katerem se železno jedro Ganimeda, tako kot jedro našega planeta, loči na trdni osrednji del in staljeno lupino.
Ganimedovo magnetno polje tvori magnetosfero - območje, znotraj katerega gibanje nabitih delcev uboga to polje. To območje se razteza na razdalji od 2 do 2,5 Ganimedovih premerov. Na kompleksen način deluje z Jupitrovo magnetosfero in z njegovo izjemno razširjeno ionosfero. Ganimedovi poli občasno kažejo aurore.
O nadaljnjih raziskavah
Po aparatu Galileo so Jupitrove satelite preučevali predvsem s teleskopi. Nekaj količineSlike so bile pridobljene tudi med preletom postaj Cassini in New Horizons. Na začetku 21. stoletja naj bi bilo izvedenih več posebnih vesoljskih projektov za preučevanje teh nebesnih teles, a so jih iz več razlogov zaprli.
Zdaj načrtovane misije, kot je EJSM (Europa Jupiter System Mission), ki vključujejo lansiranje več vozil za raziskovanje Io, Europa in Ganymede, Europa Clipper in JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer). V programu slednjega je še posebej velika pozornost namenjena največjemu Jupitrovemu satelitu.
Kateri od teh projektov se bo uresničil, bo pokazal čas. Če se bodo napovedane misije zgodile, bomo izvedeli veliko novega in vznemirljivega o oddaljenih svetovih v sistemu Jupiter.
